2.3 Межпредметный содержательный компонент химии и биологии в общеобразовательных учебных заведениях

Содержание школьного курса химии включает значительную долю биологически важного материала. Сведения о биологической роли химических элементов и их соединений необходимо вводить на всех этапах изучения курса химии. Современные учебные программы и учебники по химии имеют большие возможности и еще не использован­ные резервы для установления связей между дисциплинами естественно-на­учного цикла с целью формирования у школьников целостного представле­ния о природе.

В этом плане большие возможности имеет целенаправленное информирование о биологических аспектах при изучении периодической системы химических элементов. Например, основную массу органических веществ клетки составляют водород, углерод, кислород, азот, сера (98 %). Также, в организме человека постоянно содержатся жизненно необходимые, биогенные, элементы. Они входят в состав ферментов, гормонов, витаминов, дефицит которых приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности. К этим элементам будут относиться: кальций, калий, фосфор, натрий, магний, хлор, йод, марганец, медь, кобальт, железо, цинк, молибден, ванадий. Если обратить внимание учащихся на сравнительно небольшие размеры атомов перечисленных биогенных элементов и их атомные массы, способность давать стабильные электронные структуры, то будет понятна причина участия этих элементов в образовании биологически активных веществ.

При изучении галогенов следует использовать возможность показа не только их промышленного, но и био­логического значения. Например, хлор участвует в образовании соляной кислоты, составляющей 0,4—0,5 % желудочного сока, которая как уско­ряет гидролиз белков, обеспечивает высокую активность протолитических ферментов, так и обладает бактери­цидными свойствами. Хлорид натрия наряду с другими солями обеспечива­ет поддержание осмотического давле­ния в клетках организма на нужном уровне. Характеризуя свойства брома, следует отметить его наличие в тка­нях и органах, успокаивающее дей­ствие бромидов на нервную систему, которое выражается в усилении про­цессов торможения в коре головного мозга. Эти сведения позволяют учащимся понять причины применения бромидов в медицине.

На уроках биологии также часто встречается тесная взаимосвязь с химическим материалом. Например, с интересом воспринимается информация об участии ионов магния в активизации ферментов, в регуляции проведения нервных импульсов, а вместе с ионами кальция – в регуляции работы сердца. С целью закрепления понятия о биологических функциях кальция и железа, сформированного на уроках на которых изучается анатомия и физиология, следует показать участие кальция в свёртывании крови и образовании костной ткани и железа в образовании гемоглобина.

Мини-заключение

Межпредметные связи являются дидактическим эквивалентом интеграционных процессов, происходящих сегодня в науке и жизни общества, и тем самым выступают основным механизмом и средством осуществления интегративного подхода в обучении.

3 Реализация межпредметных связей химии и биологии в общеобразовательных учебных заведениях

Использование межпредметных связей - одна из наиболее сложных методических задач учителей биологии и химии. Она требует знаний содержания программ и учебников по другим предметам. Реализация межпредметных связей в практике обучения предполагает сотрудничество учителя биологии с учителем химии; посещение открытых уроков, совместного планирования уроков и т.д. Учитель биологии или химии с учетом общешкольного плана учебно-методической работы разрабатывает индивидуальный план реализации межпредметных связей.

Методика творческой работы учителя включает ряд этапов:

1) изучение раздела "Межпредметные связи" по каждому биологическому и химическому курсам и опорных тем из программ и учебников, чтение дополнительной научной, научно-популярной и методической литературы;

2) поурочное планирование межпредметных связей с использованием тематических планов;

3) разработка средств и методических приемов реализации межпредметных связей на конкретных уроках;

4) разработка методики подготовки и проведения комплексных форм организации обучения;

5) разработка приемов контроля и оценки результатов осуществления межпредметных связей в обучении.

Вопрос о путях и методах реализации межпредметных связей – это один из аспектов общей проблемы совершенствования методов обучения. Отбор методов обучения проводится на основе содержания учебного материала и на подготовленности учащихся к изучению химии и биологии на уровне межпредметных связей.

На первых этапах обучения учащихся приемам установления межпредметных связей преобладает объяснительно-иллюстративный метод. Весь материал межпредметного содержания объясняют сами учителя. Когда у учащихся сформируются умения работы с материалом межпредметного содержания, можно применять репродуктивный и частично-поисковый методы и творческие межпредметные задачи.

Средства реализации межпредметных связей могут быть различны:

вопросы межпредметного содержания: направляющие деятельность школьников на воспроизведение ранее изученных в других учебных курсах и темах знаний и их применение при усвоении нового материала.

Например:

? Какова доля воды в составе крови чело­века?

? Какой объём кислорода способен рас­твориться в ней?

? Какие ещё вещества, кроме воды, входят в состав крови?

? Каким образом организм обеспечивает себя таким большим количеством кислорода?

межпредметные задачи, которые требуют подключения знаний из различных предметов или составлены на материале одного предмета, но используемые с определенной познавательной целью в преподавании одного другого предмета. Они способствуют более глубокому и осмысленному усвоению программного материла, совершенствованию умений выявить причинно-следственные связи между явлениями.

Например:

1. Сколько атомов железа содержится в гемоглобине крови среднего человека, если масса этих атомов равна 3 г?

2. За сутки в организме человека образуется 600-800 см³ желудочного сока; концентрация соляной кислоты в нем составляет 0,4-0,5 %. Определите количество хлорида натрия, необходимого для образования соляной кислоты, содержащийся в месячном объеме желудочного сока.

3. В питьевой воде ПДК бензина составляет 0,0001-0,001 мг/дм³, керосина – 0,01-0,1 мг/дм³. Исследуйте, сколько литров питьевой воды могут сделать непригодными для употребления 1 мг бензина? 1 литр? Как нефтепродукты (бензин, керосин, нефтяные масла и пр.) могут оказаться не только в реках, но и питьевой воде? Можно ли этому воспрепятствовать? Предложите свои способы очистки вод.

4. Известно, что при понижении темпера­туры на 10 °С в соответствии с правилом Вант-Гоффа скорость химических процессов умень­шается в 2-4 раза. Падение же температуры тела человека всего на 2-3 °С приводит к серьёзным, часто необратимым последстви­ям. Объясните этот факт.

5. Какое время потребуется альпинисту, чтобы вкрутую сварить яйцо на высоте 6000 м, где давление равно 47,19 кПа, если принять температурный коэффициент реакции дена­турации яичного белка равным 4, а время вар­ки в домашних условиях — 5 мин?

6. Составьте структурные формулы ве­ществ: карвона — компонента жевательной резинки и масла мяты, который обусловлива­ет запах тмина (5-изопренил-2-метилцикло-гексен-2-он); дибунола — антиоксиданта (2,6-дитрег-бутил-4-метилфенол).

7. За год цех выработал 13,76 т яблочной эссенции, на что израсходовали 10,2 т изовалериановой кислоты и 8,8 т изоамилового спирта. Определите выход эссенции. Составь­те структурные формулы всех веществ и на­зовите их по правилам систематической за­местительной номенклатуры IUPAC. Укажите условия протекания процесса.

8. Определите объём кислорода (н. у.), вы­деляющегося в атмосферу ежегодно, если известно, что в процессе фотосинтеза рас­тения планеты ассимилируют углекислый газ массой 200 млрд. тонн.

домашнее задание межпредметного характера – постановка вопросов на размышление, подготовка сообщений, рефератов, изготовление наглядных пособий, составление таблиц, схем, кроссвордов, требующих знаний межпредметного характера.

Например, можно предложить уча­щимся следующие темы для исследо­ваний:

«Докажите на опыте присутствие твердых веществ и газов в пить­евой воде. Определите их количественный состав. Сравните его с существу­ющими нормами санэпиднадзора»; «Какие вы знаете способы очистки сточных вод? Сравните их эффектив­ность. Какие из них применяются в вашем городе?».

«Каков оптимальный объем потребляемой воды в сутки с точки зрения меди­цинских показаний?», «Исследуйте особенности дистиллированной воды как растворителя», «Рассмотрите раз­личные способы утоления жажды», «Для анализа жидких красителей применяется капиллярный метод. На­несите на промокательную бумагу каплю смеси красных и синих чер­нил и капните в середину образовав­шегося пятна каплю воды. Смесь раз­делится на составляющие. Исследуй­те данное явление».

межпредметные наглядные пособия - обобщающие таблицы, схемы, диаграммы, плакаты. Они позволяют учащимся наглядно увидеть совокупность знаний из разных предметов, раскрывающую вопросы межпредметного содержания.

Например, для демонстрации межпредметных связей химии и биологии можно по­казать учащимся рисунок 1 и дать соответствующие комментарии к нему.

Концентрирование некоторых химических элементов в органах, тканях и биожидкостях человека

химический эксперимент – если предметом его являются биологические объекты и химические явления, происходящие в них.

Использование межпредметных связей вызвало появление новых форм организации учебного процесса: урок с межпредметными связями, комплексный семинар, комплексная экскурсия, межпредметная экскурсия и др.

Уроки с межпредметным содержанием могут быть следующих видов: урок-лекция; урок-семинар; урок-конференция; урок-ролевая игра; урок-консультация и др.

уроки межпредметного обобщения или тематические задания – проблема педагогики и методики как соединить знания с полезной практической деятельностью. Научить применять знания.

Мини-заключение

Возможности реализации межпредметных связей химии и биологии обосновываются единством объектов исследования, общностью родственных обоим предметам понятий, теорий и законов, использованием общих методов исследования, применяемых химическими и биологическими науками.

Заключение

Забота о построении содержания единого курса биологии и химии, усиление его внутренних связей не принижают значения его взаимосвязи с другими учебными предметами. Межпредметные связи в обучении рассматриваются как дидактический принцип и как условие, захватывая цели и задачи, содержание, методы, средства и формы обучения различным учебным предметам.

Выводы:

1. Интеграция – это комплексный подход, необходимый для решения различных проблем в обучении. При анализе происходящего пересекаются предметные области химии и биологии. Обращение к знаниям в этих областях помогает раскрыть не только вопросы отдельных наук, но и увидеть неразрывную связь между учебными предметами.

2. Межпредметные связи выполняют определенные функции, которые позволяют вычленить главные элементы содержания образования, предусмотреть развитие системообразующих идей, понятий, общенаучных приемов учебной деятельности, возможности комплексного применения знаний из различных предметов в трудовой деятельности учащихся.

Межпредметные связи влияют на состав и структуру учебных предметов. Каждый учебный предмет является источником тех или иных видов межпредметных связей. Поэтому возможно выделить те связи, которые учитываются в содержании одного курса, и, наоборот, идущие от него в другие учебные предметы.

Формирование общей системы знаний учащихся о реальном мире, отражающих взаимосвязи различных форм движения материи - одна из основных образовательных функций межпредметных связей. Формирование цельного научного мировоззрения требует обязательного учета межпредметных связей. Комплексный подход в воспитании усилил воспитательные функции межпредметных связей курсов биологии и химии, содействуя тем самым раскрытию единства природы общества - человека.

3. Важную роль играют пути реализации межпредметных связей. Включение данных связей в обучение химии и биологии осуществляется посредством разных методов, средств и приемов. Это должно способствовать качественному усвоению учащимися учебного материала по химии и биологии , развитию познавательного интереса к этим предметам как одним из наук естественно-научного цикла, а также формированию научного мировоззрения школьников.

Таким образом, межпредметность - это современный принцип обучения, который влияет на отбор и структуру учебного материала целого ряда предметов, усиливая системность знаний учащихся, активизирует методы обучения, ориентирует на применение комплексных форм организации обучения, обеспечивая единство учебно-воспитательного процесса.

20